检索结果-内蒙古大学图书馆

小型微型计算机系统 2019年第9期40卷 2000-2006页

作者：斯雷邓玉辉暨南大学信息科学技术学院广州510632 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

传统基于LRU的磁盘缓存并不能识别缓存中内容相同的重复数据块,使得缓存中存在一定的冗余数据,同时传统磁盘缓存都是基于固定的页面大小,而页面大小也是影响缓存命中率的重要因素,最佳的页面大小能够最大化缓存命中率.本文提出一种基于... 详细信息

传统基于LRU的磁盘缓存并不能识别缓存中内容相同的重复数据块,使得缓存中存在一定的冗余数据,同时传统磁盘缓存都是基于固定的页面大小,而页面大小也是影响缓存命中率的重要因素,最佳的页面大小能够最大化缓存命中率.本文提出一种基于混合页面的磁盘缓存去重策略.在磁盘缓存中引入混合页机制,保留基页的同时,增加巨页,并自适应调整巨页的大小以使命中率最大化;同时监测基页、巨页的冷热程度,将重复率高的冷巨页拆分为基页或将拆分后的热基页重构为巨页,实现基页、巨页的动态转换;利用重删技术对基页、巨页分别进行去重处理,使命中率最大化的同时保持去重率.通过对真实trace数据进行模拟实验,测试结果表明,与传统磁盘缓存相比该策略能够显著提高磁盘缓存的命中率,最高可达30. 08倍,同时能节省磁盘访问时间最高达31. 72%.

关键词：磁盘缓存混合页基页巨页重复数据删除

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GROMACS 2020在ROCm平台上的移植与优化

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计算机工程与科学 2021年第11期43卷 1901-1909页

作者：张驭洲曹武迪卜景德谭光明吉青中国科学院理论物理研究所理论物理先进计算联合实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

GROMACS是应用广泛的开源分子动力学模拟软件,当前主要通过CUDA使用NVIDIA GPU进行加速计算。ROCm是一个开源的高性能异构计算平台。基于ROCm平台的HIP编程语言,首次实现了GROMACS 2020系列在ROCm平台上的完整移植。在MI50 GPU上,以一... 详细信息

GROMACS是应用广泛的开源分子动力学模拟软件,当前主要通过CUDA使用NVIDIA GPU进行加速计算。ROCm是一个开源的高性能异构计算平台。基于ROCm平台的HIP编程语言,首次实现了GROMACS 2020系列在ROCm平台上的完整移植。在MI50 GPU上,以一个复杂离子液体模拟算例为目标,使用GPU性能分析工具rocprof对移植代码进行了性能分析。针对MI50硬件特性,先后对成键力核函数、静电力的PME核函数和短程非成键力核函数进行了优化,优化后运行目标算例的性能相比初始版本整体上获得了约2.8倍的加速比,在MI50上的性能高于GROMACS原版OpenCL代码60.5%,相对纯CPU版本有约2.7倍的加速比。在另外2个具有代表性算例的单结点测试以及离子液体算例的多结点扩展性测试中,优化后的代码也达到了较好的性能提升,这表明所采用的优化操作具有一定的通用性。

关键词：分子动力学 GROMACS ROCm 应用移植性能优化

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NMST:一种基于线段树的持久性内存管理优化方法

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计算机科学 2018年第7期45卷 78-83,115页

作者：侯泽毅万虎徐远超首都师范大学信息工程学院北京100048 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

新型非易失存储介质(Non-Volatile Memory,NVM)的出现引发了编程模型的革新。现有的基于函数库的编程模型为存储系统提供的ACID特性解决了数据一致性问题,但是在分配持久性内存时,延迟较大,不能很好地满足应用程序对动态内存分配速度的... 详细信息

新型非易失存储介质(Non-Volatile Memory,NVM)的出现引发了编程模型的革新。现有的基于函数库的编程模型为存储系统提供的ACID特性解决了数据一致性问题,但是在分配持久性内存时,延迟较大,不能很好地满足应用程序对动态内存分配速度的要求。针对现有函数库编程模型中存在持久化内存管理和分配低效的问题,以目前最具代表性的函数库编程模型NVML为基础,提出了一种基于线段树的持久性内存管理分配优化方法 NMST;另外,针对线段树在持久性内存分配过程中维护连续空间时开销较大的问题,提出构造多粒度叶子结点的线段树的方法。实验结果表明,相比于NVML原始方法,NMST方法在分配持久性内存时使延迟降低了36.9%,而优化后的NMST方法在分配持久性内存时使延迟降低了43.6%。实验结果也证明,性能提升的大小与调用NVML函数库的程序中实际持久性内存分配的次数及粒度紧密相关。

关键词：非易失存储介质编程模型线段树持久性内存管理

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基于SIMD的三角函数高性能实现与优化

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计算机科学 2021年第12期48卷 29-35页

作者：姚建宇张祎维张广婷贾海鹏中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学计算机与控制学院北京100049 清华大学计算机科学与技术系北京100084

作为基本的数学运算,三角函数的高性能实现对构建处理器的基础软件生态具有重要意义,特别是当前处理器都采用了SIMD架构,基于SIMD实现高性能三角函数具有重要的研究意义和应用价值。对此,文中采用数值分析的方法,对5个常用的三角函数sin... 详细信息

作为基本的数学运算,三角函数的高性能实现对构建处理器的基础软件生态具有重要意义,特别是当前处理器都采用了SIMD架构,基于SIMD实现高性能三角函数具有重要的研究意义和应用价值。对此,文中采用数值分析的方法,对5个常用的三角函数sin,cos,tan,atan,atan2进行了高性能的实现与优化。首先通过分析浮点数IEEE754标准,设计了高效的三角函数算法;然后通过多项式逼近算法中的泰勒公式、帕德近似及雷米兹算法提升了算法精度;最后利用指令流水线与SIMD优化进一步提升了算法性能。实验结果表明,在满足精度的前提下,所实现的三角函数,相较于libm算法库和ARM;算法库,在ARM V8计算平台上都获得了较大的性能提升,其中相比libm算法库有1.77~6.26倍的时间性能提升,相比ARM;算法库有1.34~1.5倍的时间性能提升。

关键词：三角函数 SIMD 高性能数值分析 ARM V8架构

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多标准视频编码器下的运动估计评估

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计算机工程 2014年第4期40卷 295-300,304页

作者：孙公瑾安虹范东睿中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

运动估计是视频编码过程中最为复杂和耗时的阶段。为分析和优化其性能,从多个流行的开源视频编码器中提取出单独的运动估计算法模块,根据视频分辨率和视频内容的不同建立程序输入集,从而构成一套完整的测试程序集合。利用性能分析工具... 详细信息

运动估计是视频编码过程中最为复杂和耗时的阶段。为分析和优化其性能,从多个流行的开源视频编码器中提取出单独的运动估计算法模块,根据视频分辨率和视频内容的不同建立程序输入集,从而构成一套完整的测试程序集合。利用性能分析工具对算法性能和微体系结构性能进行量化分析,给出这些算法在当今主流处理器体系结构上的性能差异。实验结果表明,复杂视频和高分辨率视频下的运动估计算法耗时最长,且大部分算法的指令级并行性没有太大差异。算法最后一级高速缓存的缺失率和分支误预测率都较低,分别在0.01%和7%以下。

关键词：视频编码运动估计钻石搜索六边形搜索视频内容分辨率微结构

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动态二进制翻译中间接跳转的热点跟踪及其一致性维护优化

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高技术通讯 2014年第5期24卷 443-451页

作者：张晓春高翔郭崎刘宏伟靳国杰孟小甫计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190 IBM中国研究院北京100094

针对动态二进制翻译(DBT)系统对地址转换过程进行一致性维护的基于锁操作的传统方法会在单线程和多线程执行中都造成严重的执行开销的问题,提出了优化一致性维护的机制,通过跟踪热点跳转,在命中率较高的热点跳转的地址转换过程中,避免... 详细信息

针对动态二进制翻译(DBT)系统对地址转换过程进行一致性维护的基于锁操作的传统方法会在单线程和多线程执行中都造成严重的执行开销的问题,提出了优化一致性维护的机制,通过跟踪热点跳转,在命中率较高的热点跳转的地址转换过程中,避免使用锁操作,仅在检测到并发读写冲突时进行冗余的地址转换。为实现上述检测过程,提出了指令执行时序和地址转换数据的优化设计方法。在基于Godson-3处理器的X86模拟平台上,实验结果显示,优化机制极大地提高了二进制翻译的执行效率,在SPEC CPU2000/2006单线程测试中能够降低平均27.7%(1.8%到58.5%)的执行开销,在NPB多线程测试中能够降低平均18.4%(3.3%到64.6%)的执行开销。

关键词：动态二进制翻译(DBT) 间接跳转多线程一致性维护热点跟踪

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“神威·太湖之光”上Tend_lin应用的并行优化研究

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计算机工程与科学 2020年第10期42卷 1842-1851页

作者：姜尚志唐生林高希然花嵘陈莉刘颖山东科技大学计算机科学与工程学院山东青岛266590 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

大气环流模式是研究全球气候变化及其成因的主要工具之一,在大规模异构众核的并行计算系统上高效地并行运行复杂的大气环流模式是一个具有挑战性的课题。Tend_lin是中国科学院大气物理研究所研发的第4代大气环流模式IAP AGCM-4中动力框... 详细信息

大气环流模式是研究全球气候变化及其成因的主要工具之一,在大规模异构众核的并行计算系统上高效地并行运行复杂的大气环流模式是一个具有挑战性的课题。Tend_lin是中国科学院大气物理研究所研发的第4代大气环流模式IAP AGCM-4中动力框架的热点过程,具有计算/通信比低的特点。面向国产大规模异构众核超算平台“神威·太湖之光”,用OpenACC和AceMesh 2种不同的并行编程接口对Tend_lin进行优化。重点介绍了如何用数据驱动的任务并行编程接口AceMesh对其进行加速,介绍了计算循环和通信代码的任务并行方法,讨论了如何放松通信资源共享,对比了单层任务图和嵌套任务图下的任务映射等优化问题。测试结果表明,相比OpenACC,AceMesh在16~1024进程的不同并行配置下获得了平均2倍左右的性能提升,最后详细分析了性能收益的来源。

关键词：大气环流模式高分辨率数据驱动的任务并行语言 OpenACC MPI

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基于极大团的边缘云节点聚合算法

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计算机科学 2018年第4期45卷 60-65页

作者：朱金彬武继刚隋秀峰广东工业大学计算机科学与技术学院广州510006 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

组合多个边缘云可以向用户提供更强大的云计算服务,在大量边缘云节点集合中选择适当的节点进行组合是一项具有挑战性的任务。该问题被建模成由云节点作为顶点、节点之间的链路作为边的资源拓扑图。云组合的构建过程等同于在该图中选择... 详细信息

组合多个边缘云可以向用户提供更强大的云计算服务,在大量边缘云节点集合中选择适当的节点进行组合是一项具有挑战性的任务。该问题被建模成由云节点作为顶点、节点之间的链路作为边的资源拓扑图。云组合的构建过程等同于在该图中选择子图的过程,这是一个NP完全问题。子图的选择策略是决定云组合性能的重要因素,现有的minStar算法贪心地选择节点之间通信延迟最小的子图,将最优资源分配给当前用户,导致了局部最优和全局性能不良的问题。鉴于此,提出基于极大团的边缘云资源分配算法,提取图中的极大团并将其划分为若干互不重叠的规模较小的完全子图,以子图为单位构建资源块,以资源块为单位进行资源的分配。实验结果表明,与minStar算法相比,新算法将全局最大通信延迟降至原来的50%。

关键词：边缘云云组合极大团资源块全局最优

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MRC:谐振时钟数字集成全局功耗优化方法

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高技术通讯 2023年第11期33卷 1146-1159页

作者：贾柯杨梁王剑计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术股份有限公司北京100190

本研究针对谐振时钟网络在集成电路设计中的数字化实现,提出了一种全局时钟功耗优化(MRC)方法,简化了谐振时钟网络在数字化设计中的集成过程。当前,依赖传统仿真工具构建谐振网络的仿真周期较长,且现有谐振电路模型无法满足快速设计与... 详细信息

本研究针对谐振时钟网络在集成电路设计中的数字化实现,提出了一种全局时钟功耗优化(MRC)方法,简化了谐振时钟网络在数字化设计中的集成过程。当前,依赖传统仿真工具构建谐振网络的仿真周期较长,且现有谐振电路模型无法满足快速设计与数字化建库要求。本文根据谐振电路三段式电路状态提出一种折线化模型降阶方法,可快速实现对当前各类谐振电路波形的准确刻画;本文同时基于此模型给出全局功耗优化目标函数,为电路选型提供指导。与12 nm Fin-FET工艺下实际电路的Spice后仿结果进行比较,本文模型精确度在90%以上,可以准确模拟实际功耗变化趋势,基于Matlab实现的优化方案相比Spice仿真提速10^(5)倍。

关键词：谐振时钟低功耗设计功耗模型设计方法学大规模集成电路时钟设计

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考虑串扰的集成电路静态定时分析方法

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计算机工程与设计 2013年第11期34卷 3845-3850页

作者：王伟芳李华伟湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411105 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室(筹) 北京100190

针对电路设计流程中静态定时问题,介绍了基于时间窗口和跳变图的考虑串扰的静态定时分析方法。通过判断受害线和侵略线的时间窗或跳变图是否有交叠,筛选出可能产生串扰效应的耦合线对;结合串扰延迟计算公式,将串扰引起额外时延加入通路... 详细信息

针对电路设计流程中静态定时问题,介绍了基于时间窗口和跳变图的考虑串扰的静态定时分析方法。通过判断受害线和侵略线的时间窗或跳变图是否有交叠,筛选出可能产生串扰效应的耦合线对;结合串扰延迟计算公式,将串扰引起额外时延加入通路时延中,从而使静态定时分析的结果更准确,并将该方法集成到一款商业EDA工具中。实验结果表明,该方法能更准确的表示最坏情况下的通路时延,相比于时间窗口的方法,跳变图增加了少许时间和空间开销,却能够多删除约24%的虚假耦合线对。

关键词：集成电路耦合电容串扰静态定时分析时延 EDA工具

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